一種檢測變壓器鐵芯接地電流的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設(shè)備接地電流的檢測方法，特別涉及一種檢測變壓器鐵芯接地電流的方法，屬于電力設(shè)備檢測領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著用戶對供電可靠性的要求越來越高，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行也越來越重要。電力變壓器是電網(wǎng)的“心臟”。確保變壓器的正常運(yùn)行，及早發(fā)現(xiàn)事故征兆，從而進(jìn)行針對性的搶修，把事故所造成的各種損失控制到最低限度，關(guān)系到電網(wǎng)企業(yè)的社會(huì)綜合效益和經(jīng)濟(jì)效益。目前國家正在大力發(fā)展智能化電網(wǎng)，而變壓器鐵芯的在線監(jiān)測系統(tǒng)是構(gòu)成智能化電網(wǎng)中比較重要的組成部分，通過對鐵芯接地電流的在線監(jiān)測，能夠準(zhǔn)確判斷鐵芯的工作狀況，從而有的放矢在鐵芯出現(xiàn)故障前及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，不僅有效的提高了供電的可靠性，還盡可能的降低了電力系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，對保障電力變壓器的安全運(yùn)行具有十分重要的意義。因此，我們應(yīng)加強(qiáng)變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障檢測。努力做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)處理，以確保變壓器的安全可靠運(yùn)行，最大限度地預(yù)防變壓器鐵芯故障的發(fā)生。
[0003]電力變壓器正常運(yùn)行時(shí)，繞組周圍會(huì)產(chǎn)生電場，而鐵心和夾件等金屬處于電場中，若鐵心沒有可靠接地，上面就會(huì)不斷積累電荷，達(dá)到一定程度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象，損壞絕緣。因此，變壓器的鐵心必須有一點(diǎn)可靠接地，如果由于某些原因或者故障，產(chǎn)生了多于一個(gè)的接地點(diǎn)，則會(huì)在鐵心內(nèi)形成短接的閉合回路，接地引線上就會(huì)產(chǎn)生環(huán)流。一方面，會(huì)造成鐵心局部短路發(fā)熱，接地片熔斷，甚至燒壞鐵心，絕緣油分解;另一方面，造成變壓器局部過熱，可能產(chǎn)生放電性故障。在運(yùn)行過程中，為了判斷鐵心是否存在多點(diǎn)接地故障，可以通過測量鐵心外接地線中的電流來判斷。目前，采用統(tǒng)一的大口徑鉗形電流表，定期趕到現(xiàn)場進(jìn)行人工測量。這樣的測量方式有以下缺點(diǎn):第一，需要人工現(xiàn)場測量，費(fèi)力費(fèi)時(shí)，當(dāng)遇到故障時(shí)，會(huì)耽誤一定的搶修時(shí)間。第二，測量過程中，安全距離小的變壓器測量鐵心電流不方便，而且同一測量點(diǎn)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)幾次測量數(shù)據(jù)不同的情況。第三，鉗形電流表的不能適應(yīng)鐵心接地引下線的形狀變化(目前接地引下線有扁銅排和圓形)，所以會(huì)造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確和不穩(wěn)定。另外，現(xiàn)有的監(jiān)測電流裝置在實(shí)際使用中還面臨著各種外部的干擾因素，而且安裝維護(hù)也不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明檢測變壓器鐵芯接地電流的方法公開了新的方案，采用穿心式電流互感器采集泄漏電流信號，采用設(shè)置在全封閉防電磁干擾殼體內(nèi)的監(jiān)測裝置本體與殼體外電流互感器分離設(shè)置的方案，提高了測量數(shù)據(jù)的精度和準(zhǔn)確性，采用無線通信接口傳遞數(shù)據(jù)，改善了現(xiàn)場檢測帶來的困難，解決了現(xiàn)有檢測方法檢測數(shù)據(jù)受環(huán)境因素干擾而不準(zhǔn)確以及檢測操作難度大的問題。
[0005]本發(fā)明檢測變壓器鐵芯接地電流的方法包括步驟:⑴將設(shè)有封閉合金外殼的穿心式電流互感器固定套設(shè)在變壓器鐵心接地線上形成可接通檢測信號狀態(tài);⑵采用雙屏蔽電纜將步驟⑴中穿心式電流互感器檢測到的電流信號傳送給設(shè)在全封閉防電磁干擾殼體內(nèi)的PCB板的信號采集與處理模塊;⑶信號采集與處理模塊將接收到的信號經(jīng)過內(nèi)部的信號轉(zhuǎn)換電路、濾波電路和信號放大電路處理后傳送給數(shù)模轉(zhuǎn)換電路;⑷數(shù)模轉(zhuǎn)換電路將接收到的信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后傳送給微處理器單元;(5)微處理器單元將接收到的信號進(jìn)行數(shù)字濾波與運(yùn)算后得到變壓器鐵芯接地電流實(shí)時(shí)數(shù)值信號;(6)微處理器單元將得到的變壓器鐵芯接地電流實(shí)時(shí)數(shù)值信號傳送給通信模塊和/或顯示接口模塊;(7)通信模塊將接收到的信號經(jīng)過處理后傳送給外部后臺(tái)監(jiān)控端，顯示接口模塊將接收到的信號經(jīng)過處理后傳送給設(shè)在步驟⑵中全封閉防電磁干擾殼體外部表面上的液晶顯示屏和/或裝置狀態(tài)指示燈示出。
[0006]本發(fā)明檢測變壓器鐵芯接地電流的方法采用穿心式電流互感器采集變壓器鐵芯接地線泄漏電流信號，采用全封閉抗干擾檢測裝置本體與電流互感器分體設(shè)計(jì)的方案，采用無線通信接口傳遞數(shù)據(jù)，具有檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，測量操作簡單方便的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明方法電流數(shù)據(jù)采集加工存儲(chǔ)顯示流程示意圖。
[0008]圖2是本發(fā)明方法檢測信息通信流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]以下對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0010]本發(fā)明檢測變壓器鐵芯接地電流的方法包括步驟:
[0011]⑴將設(shè)有封閉合金外殼的穿心式電流互感器固定套設(shè)在變壓器鐵心接地線上形成可接通檢測信號狀態(tài)。本方案采用的穿心式泄漏電流傳感器測量精度高，而且自身的抗干擾能力也很強(qiáng)。為了提高穿心式電流互感器本身的安全性能，本方案的穿心式電流互感器設(shè)在封閉的合金外殼內(nèi)，屏蔽外部電磁干擾，穿心式電流互感器輸出端設(shè)有過壓保護(hù)器，保證輸出端的穩(wěn)態(tài)電壓，穿心式電流互感器輸出端通過雙屏蔽電纜與監(jiān)測裝置本體電連接，抑制差模干擾。為了進(jìn)一步提高測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，本方案還采取了以下措施，即①通過釆用金屬屏蔽線，可靠實(shí)現(xiàn)有效接地;②提高傳感器的輸出電壓和信噪比。
[0012]⑵采用雙屏蔽電纜將步驟⑴中穿心式電流互感器檢測到的電流信號傳送給設(shè)在全封閉防電磁干擾殼體內(nèi)的PCB板的信號采集與處理模塊。本方案采用的全封閉防電磁干擾殼體，具有良好的防腐、防風(fēng)、防塵和防電磁干擾的功能，能夠給內(nèi)部的電氣設(shè)備提供良好的運(yùn)行環(huán)境，避免其受到外部惡劣環(huán)境的影響。本方案采用的監(jiān)測裝置本體(PCB板)與電流互感器分體設(shè)計(jì)模型，這種設(shè)計(jì)方式有效改善了各電氣設(shè)備獨(dú)立運(yùn)行的環(huán)境，同時(shí)使得監(jiān)測裝置本體可以根據(jù)現(xiàn)場情況靈活選取合適的安裝位置。上述方案述及的安全防護(hù)方案提高了測量數(shù)據(jù)的精度和準(zhǔn)確度，在實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生了良好的效果。
[0013]在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，變壓器運(yùn)行的電磁環(huán)境是十分惡劣的，鐵芯接地電流信號很容易被淹沒在強(qiáng)大的電磁干擾中，監(jiān)測系統(tǒng)性能往往因此而達(dá)不到滿足實(shí)用化的要求。電磁干擾可以通過各種線路入侵系統(tǒng)，也可以通過電磁場的形式直接從外部干擾系統(tǒng)。為此，需要提高抗干擾能力。同時(shí)為了承受電力系統(tǒng)頻繁操作所帶來的過電壓沖擊，裝置還設(shè)計(jì)了可靠的浪涌保護(hù)電路，對電流信號采集測量電路和電源電路等接口進(jìn)行了過電壓保護(hù)電路的設(shè)計(jì)，有效的提高了監(jiān)測裝置抗浪涌的保護(hù)能力。具體如下。
[0014]①PCB設(shè)計(jì)部分
[0015]I)通過劃分各自區(qū)域，讓模擬電路和數(shù)字電路彼此分開。
[0016]2)留好地線結(jié)構(gòu)空間，特別是接地線。
[0017]3)最短距離連線。
[0018]②電源、地線設(shè)計(jì)
[0019]I)地線設(shè)計(jì):設(shè)置地線網(wǎng)格。
[0020 ] 2)電源設(shè)計(jì):模擬電路、數(shù)字電路各自獨(dú)立供電。
[0021]3)產(chǎn)品地線設(shè)計(jì):在主線路板上數(shù)字電路、模擬電路和大功率開關(guān)電路都有獨(dú)立的地線及地線引出端。
[0022]③布線設(shè)計(jì)
[0023]I)相鄰層的信號線垂直布線以防止信號線間的千擾。
[0024]2)為減少地線阻抗，加寬電源線和地線。
[0025]3)為減少噪聲阻抗，信號線盡量靠近地線。
[0026]4)地線盡量加粗，注意較細(xì)的地線。
[0027]④軟件抗干擾
[0028]I)指令冗余法:在每段程序中插入幾個(gè)空操作指令，保護(hù)后續(xù)指令能夠完整被執(zhí)行。
[0029]2)軟件陷講法:利用未使用的空單元去跳轉(zhuǎn)指令填滿，設(shè)立成為軟件“陷講”，強(qiáng)迫將抓取的程序指向某個(gè)特定的地址，從而使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。
[0030]3)軟件“看門狗” (WATCHDOG)法:若系統(tǒng)受干擾而失控達(dá)到一定的時(shí)間后，產(chǎn)生溢出信號，使系統(tǒng)復(fù)位從而自動(dòng)恢復(fù)正常運(yùn)行。
[0031]4)絕對跳轉(zhuǎn)法:使用絕對跳轉(zhuǎn)指令，使各轉(zhuǎn)移分支均能回到顯示程序。
[0032]以上方案均可以通過配套的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其中涉及的電氣設(shè)備、電路、模塊以及電子元器件在沒有特別提及的情況下都可以根據(jù)具體的實(shí)際需要選擇本領(lǐng)域通用的方案，也可以根據(jù)需要